Строительно-технические свойства портландцемента и его применение

Для выполнения строительных работ требуется качественный материал. Портландцемент — это та основа, без которой строительство будет считаться сомнительным, особенно, где необходимо придерживаться требований к прочности выстроенного сооружения.

Портландцемент: что это такое — определение и история получения

Портландцемент по определению — это гидравлическое вяжущее вещество, непосредственно представляет собой цемент, отличающийся составом и количеством используемых материалов для его производства от привычного цемента.

Портландцемент впервые был создан в 1824 году англичанином Джозефом Аспдином, и в этом же году, 21 октября, он запатентовал свое творение. Название обозначенный строительный материал получил согласно наименованию острова Портланд, который находится в Англии. Основной горной породой непосредственно для получения портландцемента является известняк (мел, ракушечник, мраморная крошка).

Технология создания состоит из нескольких основных этапов, при этом используемые материалы должны составлять строго утвержденное процентное число. Производится портландский цемент вследствие измельчения клинкера и гипсового камня в порошкообразное состояние. Готовый материал после фасуется.

Чтобы добыть клинкер, необходимо соответствующие компоненты нагреть. Для этого используется специальная печь цилиндрической формы, которая должна находиться под небольшим уклоном. Температура нагрева достигает 1480 градусов, а время обжигания составляет от 2 до 4 часов.

При такой температуре применяемые минералы не плавятся, а преобразуются в целостную структуру (агрегируют). В конце процесса получается готовый продукт (клинкер), определяющий его прочность

.

Область применения портландцементов

Применение портландцементов возможно в различных видах строительных работ в соответствии с маркировочными значениями:

• В жилищном, сельскохозяйственном и промышленном строительстве для производства непосредственно фундаментов, плит перекрытия, балок и железобетона.
• Для создания строительных, бетонных растворов, штукатурных и кладочных работ.
• Дополнительно применяется обозначенный вид цемента для выполнения аварийных, ремонтных и восстановительных работ. В особенности, где требуется повышенная прочность бетона из-за высокого уровня влажности и наличия низких температур.

Использовать цемент портланд можно для строительных работ, в которых особое место занимает долговечность, прочность, влаго- и морозостойкость.

Чем портландцемент отличается от обычного цемента

Портландцемент — это улучшенная разновидность цемента за счет добавления в него соответствующих компонентов. Основным отличием считается наличие в составе химических продуктов, имеющих более короткий срок хранения в сухом виде. В обычный цемент добавляются только пластификаторы и соответствующие минеральные добавки:

• кремнеземистые отходы;
• пемза;
• вулканические туфы.

В портландцементе же присутствуют различные силикаты и алюминаты. Для создания клинкера используются:

• Cao;
• SiO2;
• Al2O3;
• Fe2O3;
• MgO;
• SO3.

Главными особенностями строительного материала в данном случае считаются:

• Долговечность, так как портландцемент имеет повышенную стойкость к износу.
• Возможность противостоять низким температурам, что актуально, если работы будут выполняться в регионах, где постоянно минусовые показатели ртутного столбика.
• Достаточно низкая цена, поскольку используемый сырьевой материал является доступным и не требует больших расходов на его добычу.

Портландцемент еще отличается от обычного тем, что первый быстрее можно довести до эксплуатационного состояния.

Особенности состава

Из чего же делают портландцемент? Основной состав строительного материала — это алит и белит, известковый камень. Дополнительно для производства портландцемента добавляются специальные минералы в соответствующей пропорции. Основные из них:

• кальций – 44%
• кремний – 14,5%;
• алюминий – 3,5%
• железо –2%;
• магний –1,6%.

Могут добавляться и такие компоненты, как глина, железная руда, и даже остатки литейных материалов. При этом их количество в общем должно составлять не более 1%.

Отвечая на вопрос, какой процент известняка непосредственно используется при производстве портландцемента, то он составляет 75-78%.

Как разводить портландцемент

Портландцемент — это простой в использовании строительный материал, поэтому, чтобы сделать раствор, требуется смешать сухой состав с водой. Пропорции обозначенных компонентов могут разниться в зависимости от требуемой густоты раствора на выходе. Поэтому примерное количество воды может составлять от 1,4 до 2,1 (десятилитровых ведер) на 10 килограмм портландцемента. Более подробно можно посмотреть пропорции в таблице.

Количество воды для создания раствора нужной консистенции еще зависит непосредственно от влажности песка и щебня. Приблизительно расчет должен выполняться по таким показателям:

• для цементно-песчаного раствора – 1 часть цемента на 0,6 литра воды;
• для бетона В25 (М350) –1:0,4;
• для бетона В15 (М200) – 1:0,6;
• для бетона В7,5 (М100) – 1:0,7.

[info-box type=»warning»]Обязательно требуется соблюдать обозначенные пропорции, чтобы в последующем не возникли проблемы с качеством выполненных работ.[/info-box]

Разновидности портландцемента, какие бывают основные марки

Портландцемент — это достаточно прочный строительный материал с наличием нескольких разновидностей. Основными из них считаются нижеперечисленные.

Быстротвердеющий (БТЦ)

Добавление этого вида портландцемента в бетонные смеси позволяет им застывать в течение 3-х суток. Ведь обычный портландцемент набирает свою прочность спустя 28 дней. Чтобы повысить крепость строительного материала, к основному составу клинкера производится добавление 10% пепла или пемзы и 15% гранулированного шлака.

Сульфатостойкий

Чтобы создать этот вид цемента, в клинкер домешивается трепел и диатомит, а, чтобы смесь имела большую пластичность, кладут глину, которая имеет низкое содержание глинозема. При этом, в клинкере должны отсутствовать активные добавки, поскольку они способствуют усилению процесса выделения тепла непосредственно при затвердевании раствора.

Тампонажный

Используется этот вид строительного материала для тампонирования нефтяных и газовых скважин. Портландцемент изготавливают непосредственно из материалов, утвержденных согласно ГОСТу, поэтому производство должно соответствовать установленным требованиям технологического процесса. В учет берется норма текучести, прочности и время застывания.

Дополнительно нужно обозначить и такие разновидности высококачественного стройматериала:

• нормальнотвердеющий;
• пластифицированный;
• гидрофобный;
• дорожный;
• с умеренной экзотермией;
• с поверхностноактивными органическими добавками.

Существует еще белый и цветной портландцемент. Основное отличие заключается в добавлении в них специальных пигментов и красящих оксидов.

Маркировка на упаковках свидетельствует о том, где можно применять усовершенствованный стройматериал. На сегодня в продаже встречаются такие марки портландцемента:

• ПЦ500Д20;
• ПЦ400Д0;
• ПЦ500Д0;
• ПЦ400Д20.

Значения 400 и 500 подразумевают под собой выдержку нагрузки определенного количества килограмм на квадратный метр (кг/м3). При этом буква «Д» показывает, какой процент примесей использовался в клинкере.

Технические характеристики и физические свойства

В качестве технических характеристик и основных свойств портландцемента, определяющих его востребованность, выделяют:

• Тонкость помола приблизительно 40 микрон. Соответствие стандарту определяется способностью цементного порошка просыпаться сквозь сито №008.
• Удельный вес продукта составляет 1600 кг/м3 – для уплотненных смесей и 1100 кг/м3 – для насыпных.
• Водопотребность указанного строительного материала достаточно мала, поэтому для приготовления раствора используют не более 25-28% воды относительно массы применяемого цемента. Если жидкости добавить больше, то бетон при затвердевании будет расслаиваться. При использовании меньшего количества воды, непосредственно на готовом изделии станут образовываться трещины.
• Схватывается раствор в основном за 40-45 минут, но в зависимости от условий окружающей среды, процесс затвердения может отличаться. Например, если используется раствор зимой, то время схватывания происходит в пределах 10-12 часов.
• При застывании раствора на улице, он может уменьшиться в объеме до 0,5-1 мм/м, а при смешивании сухого цемента с водой, он способен увеличиваться до 0,5 мм/м.

Плотность готового продукта зависит от присутствующих в цементе добавок. К примеру, если смесь находится непосредственно в рыхлом состоянии, то ее плотность составляет 1,1 т/м3, в уплотненном – до 1,5-1,7 т/м3.

Физические свойства портландцемента отображают его главные преимущества. Основными из них считаются:

• Устойчивость к антикоррозийным процессам, так как в материал добавляются вещества, которые препятствуют химактивности солей. Дополнительно в состав портландцементов включаются примеси, снижающие пористость бетона.
• Период хранения цемента в заводской упаковке при соблюдении правил составляет 1 год. Обусловлено это тем, что, спустя 3 месяца после изготовления портландцемента даже при хранении его в упаковке теряется активный состав до 20%. Через 12 месяцев потери могут составлять уже 40%.
• Прочность сжатия обозначает насколько быстро может схватываться цементный раствор. Есть 3 класса прочности: 22,5; 42,5; 52,5.

Главные свойства портландцемента свидетельствуют об улучшенной структуре материала, поэтому его допускается применять даже в холодных климатических зонах.

Рассмотрев, что такое портландцемент и его особенности, главное – помнить, что требуется соблюдать соответствующие правила создания раствора при строительстве.